Potencjał błonowy Stężenie jonów potasu w komórce jest większe niż na zewnątrz. Błona komórkowa przepuszcza jony potasu, zatrzymując aniony organiczne. Wnętrze komórki ładuje się ujemnie, a obszar na zewnątrz dodatnio – hamując dalszy wypływ jonów.
Potencjał błonowy Przy przenoszeniu jonów występuje praca elektryczna (nieobjętościowa). W warunkach równowagi: E – siła elektromotoryczna (różnica potencjałów między cytoplazmą i zewnętrzem komórki), q – przeniesiony ładunek
Potencjał błonowy Z definicji potencjału chemicznego wynika, że (o ile p i T są stałe): Z wnętrza komórki ubywa tyle jonów ile przybywa ich na zewnątrz:
Potencjał błonowy Ładunek przenoszony z jednym gramo-równoważnikem jonów jest równy stałej Faradaya (F=96500 C/mol) więc
Potencjał błonowy Stężenia jonów nie są duże, co upoważnia do użycia wzorów:
Równanie Nernsta Otrzymaliśmy szczególny przypadek równania Nernsta: Daje ono dość dobre wyniki dla komórek glejowych i dużo gorsze dla neuronów
Potencjał spoczynkowy Błona komórek nerwowych jest w nie-wielkim stopniu przepuszczalna także dla jonów sodowych, których stężenie na zewnątrz komórki jest wyższe niż wewnątrz. Nie dochodzi do powstania równowagi, lecz wytwarza się stan stacjonarny. Napływ jonów Na+ i odpływ K+ jest równoważony w wyniku transportu aktywnego, zwanego pompą Na+ - K+.
Pompa sodowo-potasowa Stryer, Biochemia, PWN 1997
Potencjał czynnościowy [mV]
Potencjał czynnościowy W wyniku pobudzenia miejscowo zwiększa się przepuszczalność błony dla jonów Na+ Intensywny strumień tych jonów powoduje zmianę potencjału wnętrza komórki (depolaryzacja) z –90 do +30mV Zmieniony potencjał otwiera kanały potasowe.
Potencjał czynnościowy Po chwili kanały sodowe zamykają się. Ich zdolność reagowania na pobudzenie chwilowo pozostaje ograniczona (inaktywacja). Po przekroczeniu potencjału spoczynkowego kanały potasowe częściowo zamykają się neuron wraca do stanu wyjściowego po około 10 ms
Przewodzenie impulsu wzdłuż aksonu